30.中考物理專題18功和機械能計算題型

1、專題十八功和功率計算題型落地核心素養(yǎng)【考點梳理】一、對做功公式W=Fs的理解：1 .功的計算公式為 W=Fs,其中W表示功，單位是焦耳；F表示力，單位N； s表示沿力 的方向移動的距離，單位是 m。2 .公式中的F是作用在物體上的力，公式中的 s是物體在力的作用下“在力的方向上通 過的距離”，即注意“ F”和“s”的同體性和同向性，否則在計算功時容易出現(xiàn)錯誤。W，一一、對做功公式P 的理解：t功率的計算公式為P W,其中P表示功率，單位是瓦特； W表示做功的多少，單位是 t焦耳；t表示時間，單位是秒。注意：P、W、t必須對應(yīng)于同一段時間和同一物體；P W具有普遍性，不限制物體的運動狀態(tài)。三、對

2、做功公式P FV的理解：W FsW公式推導(dǎo)：P W Fs FV。題目中若出現(xiàn)距離，則考慮公式 P ；若出現(xiàn)速 ttt度，沒有距離，則考慮公式 P=Fvo【典例賞析】命題點一：做功公式W= Fs的應(yīng)用1 .“千百年夢想成真，十五年玉汝于成”，上天入地，騰云駕霧，曾是巫文化中神仙大咖才 有的曠世絕技，承載這世人對對飛天夢的原始想象。2019年8月16日，巫山神女機場正式通航，回想艱苦奮斗的激情歲月：立項選址、建設(shè)、試飛、驗收，三峽人民的“飛天夢” 一 步一步變成現(xiàn)實，實踐證明，只要路走對了，就不怕遙遠；只要有夢想，就一定能實現(xiàn)。已 知圖中的汽車在裝載完成后重力為 105N,當(dāng)汽車在水平路面勻速運動

3、，所受阻力為重力的五 分之一，汽車牽引力功率為92kW請你運算汽車運動100s以內(nèi)時： (1)汽車所受的阻力有多大？(2)牽引力做了多少功？(3)汽車通過的距離多長?【答案】(1)0.2 X105N; (2)9.2 X106J； (3)460m命題點二：做功公式 W= Gh的應(yīng)用2 .某建筑工地上的起重機將重達1 X 104牛的鋼筋水泥板勻速提升到樓頂，已知提升的高度為 10米，所用時間為50秒，求：(1)起重機的繩索對鋼筋水泥板的拉力 F；(2)起重機的繩索對鋼筋水泥板所做的功 W【答案】(1)1 104N (2)1 105J命題點三：功率公式P=W/t的應(yīng)用3 . (2018?岳陽)”沙場

4、點兵,揚我軍威”。2017年8月1日，習(xí)近平總書記在朱日和軍事 基地乘坐檢閱車對三軍將士進行檢閱。某檢閱車質(zhì)量為2400kg,在600s內(nèi)沿水平方向勻速前進了 3000m牽引力大小為2000N.求(1)檢閱車的重力(g=10N/kg) ; (2)檢閱車的速度；(3)牽引力的功率?！窘馕觥拷?(1)檢閱車的重力 G= mg= 2400kg X10N/kg = 24000N;(2)檢閱車的速度：v=_g_ = 30Q0m=5m/s； t 600s(3)牽引力的功率：P= = Fv= 2000NX 5m/s = 10000% 10kW t t命題點四：功率公式 P= FV的應(yīng)用4 . (2020?福

5、建一模)星期大，小劉騎電動自行車以18km/h的速度在通港大道上勻速行駛了6000m 電動自行車牽引力的功率為 150W求：(1)小劉在通港大道上行駛的時間；(2)電動自行車的牽引力；(3)電動自行車在這段時間內(nèi)牽引力所做的功。t =旦=6QQ0m = 1200s v 5m/s【解析】解:（1） v= 18km/h= 5m/s,由丫=且得小劉在通港大道上行駛的時間: t二 20min；（2）由P=t=£=Fv可得電動自行車的牽引力：F=E=®L = 30N;t tv 51nz s（3）由P=更可得,電動自行車在這段時間內(nèi)牽引力所做的功：W= Pt=150W 1200s= 1

6、.8tX105J。精選習(xí)題1. （2019?棗莊）媽媽與小明進行爬山比賽，他們選擇的起點、路徑和終點都相同，全程設(shè)為 勻速運動，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍，若媽媽克服自身重力 做功為WA功率為R,小明克服自身重力做功為四功率為則下列關(guān)系正確的是（A.W:VW=2:1P1：P2=6:1CWVW=2:1P1：P2=3:2B.W1：V2=2:3P1：F2=2: 1D.W1：W=2:1P1：F2=2: 32. （2018?德州）如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平拉力F的作用,其F-t和v-t圖象分別如圖乙、內(nèi)所示，下列說法正確的是（）A.當(dāng)t=2s時，物體處于

7、靜止?fàn)顟B(tài)，摩擦力是 0 B.當(dāng)t=3s時，物體受到摩擦力是7NC.4-6s內(nèi)，拉力F做的功是20JD.2- 4s內(nèi)，物體的機械能保持不變3. （2019 畢節(jié)）如圖甲所示，建筑工人用滑輪組提升重為 285N的水泥桶，動滑輪重為15N, 不計滑輪與軸之間的摩擦及純重。工人在將水泥桶勻速向上拉的過程中，水泥桶上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。由此可知（）甲zA.水泥桶勻速上升的速度為3m/sB.0 10s內(nèi)建筑工人對純的拉力做的功為 900JC.08s內(nèi)建筑工人對水泥桶做的功為 684JD.建筑工人對繩的拉力的功率為 30W4. （2019 曲靖）某一型號的汽車，具質(zhì)量為 6000kg，輪

8、胎與地面接觸面積為4X 250cm, 在一段平直公路上用1小時勻速行駛了 108km車受到的阻力為車重的0.2倍.g取10N/kg.則 下列結(jié)論錯誤的是（）A.該汽車的行駛速度108km/hB.該汽車對地面的壓強6X105PaC.該汽車在1小時內(nèi)牽引力所做的功6.0X108J D.車受到的阻力為1.2X104N5. （2019 山西）小明利用" 3D'打印機，打印出和自己大小一樣的“自己”模型，但質(zhì)量 只有自己的1/10,這個模型的密度是小明密度的 。小明把模型從一樓搬到二樓教室克服 模型重力做功 Jo6. （2019 四川南充）將物體A放在水平面上，在水平拉力Fi作用下，以

9、M = 4m/s的速度向 右勻速運動，在同一水平面上，物體 A受到水平拉力F2作用時，以V2 = 6m/s的速度向右勻速 運動兩次移動的距離相同，則兩次拉力做功W-W （填“>”、或“=”），兩次拉力的功率PiP2 （填“>”、或“=”）。7. （2019 山東德州）我國首款大型水陸兩棲飛機“鯨龍”AG60該口圖所示，該飛機蓄滿水后總質(zhì)量53.5t。為檢測飛機性能，先后進行了模擬滅火和水面滑行測試。在滅火測試中： 飛機盤懸在火場上方150m處，將所蓄水分次投下，每次投水 200kg,用時20s到達地面。在 水面滑行測試中：飛機在水平面上以 10m/s的速度沿直線勻速滑行了 60s,

10、若飛機發(fā)動機牽 引力的總功率始終保持 2.5 x 106W. （ p 水=1.0 x 103kg/m3, g=10N/kg）(2)每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率；(3)飛機在水面沿直線勻速滑行時，飛機所受的牽引力8. (2019 福建)航天迷小偉利用自降落傘模擬返回艙的降落過程。將帶有降落傘的重物從 高處釋放，速度增大至10m/s時打開降落傘，重物開始減速下落。重物從釋放到落地共用時 4s,其v-t圖象如圖所示，落地前最后2s重物的運動可視為勻速運動。打開降落傘后，降 落傘和重物受到的空氣阻力f與速度V滿足關(guān)系f=kv2, k為定值。降落傘和重物的總質(zhì)量為 7.5kg , g 取

11、10N/kg:求：(1)落地前最后2s降落傘和重物的總重力的功率；(2)剛開始減速時降落傘和重物受到的合外力大小。9. (2019 廣西南寧)如圖是一款新研發(fā)的機器人。若機器人重為15N,與地面的接觸面積是ixi03m,牽引力大小是I0N、機器人在水平地面上沿直線行走10m,用時100s。求:(1)機器人行走的平均速度；(2)機器人牽引力做的功；(3)機器人靜止時對水平面的壓強10. (2019 湖北荊門)一輛質(zhì)量2t的汽車，在平直公路上以額定功率80kW從靜止開始運動, 經(jīng)15s運動200m恰好達到最大速度，接著勻速運動 25s關(guān)閉發(fā)動機，滑行100m停下。其v -t圖象如圖所示。已知汽車在

12、運動過程中受到的阻力恰為車重的 0.2倍，求：(1)整個過程中發(fā)動機做的功；(2)汽車的最大速度丫最大(3)全程中汽車的平均速度丫。11. (2019 重慶)某一轎車載著乘客在水平公路上勻速直線行駛1 min所通過的路程為720m.已知轎車總質(zhì)量600 kg.受到的阻力f大小包為轎車總重的0.1倍，輪胎與路面接觸 的總面積S= 3X10-2n2.求：(1)轎車行駛的速度大小.(2)轎車對路面產(chǎn)生的壓強.(3)牽引力對轎車做功的功率.12. (2019 沈陽)如圖甲是某種型號的轎車，車的質(zhì)量為600kgo 一次該車在一段平直的公路上勻速行駛，遇到車速監(jiān)控檢測點。檢測點的距離傳感器從向車發(fā)出超聲波

13、信號到 接收到信號共用了 0.6s o在連接距離傳感器的計算機屏幕上顯示的該車運動的s-t圖像如圖乙所示(g=10N/kg,超聲波在空氣中傳播速度為340m/s)。求：甲乙(1)該小轎車空載時對地面的壓力。(2)超聲波信號遇到小車時，小車與檢測監(jiān)控點的距離。(3)若小車在運動中所受阻力大小為 3000N,則小車在20s內(nèi)牽引力所做的功13. (2019 安徽合肥)如圖，水平地面上一個重為 50N的物體，在大小為10N的水平拉力下作用下，向左做勻速直線運動，在 5s的時間內(nèi)通過的距離為2ml求物體運動過程中：(1)所受摩擦力的大??；(2)拉力F做功的功率。7777777777/14. (2019

14、 四川內(nèi)江)發(fā)生意外的民航客機緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣裝會自動 充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，如圖所示，人員可沿著斜面滑行到地上。機艙口下 沿距地面高度為3m氣囊長為6ml 一個質(zhì)量為50kg的人沿氣囊從出口處下滑到地面的平均 速度為 4m/s, g=10N/kg。求：(1)他從出口滑到地面，需要的時間是多少？(2)他從出口滑到地面，重力做功是多少?參考答案1 .【答案】D【解析】(1)爬山比賽過程中，兩人爬山的高度相同，根據(jù)W=Ght出做功之比；(2)根據(jù)P4求出功率之比。由題可知，媽媽與小明爬山的高度相同，媽媽的體重是小明的2倍，媽媽所用的時間是小明的3倍,由W=GhT得,

15、x由P=可得,2 .【答案】C【解析】(1)當(dāng)物體靜止時，靜摩擦力與推力二力平衡，大小相等；(2)當(dāng)物體運動時，動摩擦力是不受推力大小影響的，只有勻速直線運動時，摩擦力與推力 二力平衡，大小相等，當(dāng)物體受到的推力變大或變小時，摩擦力都不變。(3)根據(jù)圖內(nèi)得出物體的速度，然后利用速度公式計算物體通過的距離，根據(jù)圖乙讀出拉力大小，再利用公的計算公式計算做的功；(4)影響動能的影響因素是物體的質(zhì)量和物體運動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和物體的高度，其中動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。在分析各個能量的變化時，根據(jù)各自的影 響因素進行分析。A.由內(nèi)圖可知，前2s物體速度為零，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，

16、則水平方向受到的摩擦力 和拉力是一對平衡力；由乙圖可知，物體所受拉力為3N,則可知摩擦力也為3N;故A錯誤;B.在t=3s時，由乙圖可知物體受到的拉力為 7N,由內(nèi)圖可知物體正在做加速運動，此時摩 擦力與拉力不平衡，物體受到的摩擦力一定不等于7N.故B錯誤；C.由內(nèi)圖可知，4s6s內(nèi)，物體做勻速直線運動，速度為 v=2m/s,則4s6s內(nèi)通過的距離 s=vt=2m/s X 2s=4m 由圖乙知，4s6s時拉力F=5N,所以做的功為 W=Fs=5N 4m=20J故C 正確。D.由內(nèi)圖可知，2-4s內(nèi)物體正在做加速運動，其質(zhì)量不變，高度不變，速度變大，則重力勢能不變，動能變大，所以物體的機械能變大

17、。故D錯誤。3.【答案】BC【解析】(1)從圖像可以看出，10s時間，水泥桶上升的高度為3m水泥桶勻速上升的速度為 v=3m/10s=0.3m/s(2) 3F=G+G3F=G+G=285N+15N=300N F=100N010s拉力移動的距離為 s=3h=9m010s內(nèi)建筑工人對純的拉力做的功為W總Fs=100N X9m=900J(3) 08s內(nèi)建筑工人對水泥桶做的功為W=Gh=285N x 0.3m/s 義 8s=684J(4)建筑工人對繩的拉力的功率為 P= WJt=900J /10S=90W(4) 答案】C【解析】(1)根據(jù)速度公式v=s/t可求汽車的行駛速度為：v=s/t=108km/

18、1h=108km/h ,所以選項 A結(jié)論正確；(2)汽車對地面壓力 F=G=mg=6 103kg乂 10N/kg=6乂 104N22地面受力面積已知，S=4X 250cm=0.1 m根據(jù)壓強公式P=F/S可求汽車對地面的壓強為P=F/S=6X 104N/0.1m2=6X 105Pa所以選項B結(jié)論正確；(3)汽車勻速行駛，牽引力等于阻力，即牽引力Fe=f=0.2G=1.2 X104N行駛的路程已知s=108km,根據(jù)公式W=FW求汽車牽引力所做的功為：W=& s=1.2 X104NX 108X 103m=1.296X 109J,所以選項 C 結(jié)論錯誤;(4)汽車勻速行駛，車受到的阻力等于

19、牽引力。Fe=f=0.2G=1.2 X104N,所以選項D結(jié)論正確。經(jīng)過上述分析求解，可以得出本題答案是C。5 .【答案】白；150?！窘馕觥?1)和自己大小一樣的“自己”模型是與自己體積相同，質(zhì)量只有自己的專，由此可知這個模型的密度；(2)估計小明的重力大約為500N, 一層樓的高度大約為3m,由W= Gh可求得小明把模型從 一樓搬到二樓教室克服模型重力做功。因為模型和和自己大小一樣，即體積 V相同，已知質(zhì)量只有自己的 擊，則這個模型的密度是 小明密度的宙；小明的重力 決500N, 一層樓的高度大約為3m則模型的重力G'=工況七X500N= 50N, 一層樓的高度h=3m把模型從一樓

20、搬到二樓教室克服模型重力做功W G h = 50NX 3m= 150J。6 .【答案=;<。【解析】將物體A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右勻速運動，在同一 水平面上，壓力與接觸面的粗糙程度不變，摩擦力大小不變，根據(jù)二力平衡條件可知水平拉 力都等于摩擦力，再根據(jù) W Fs可求功的大小，由P= Fv可得功率的大小。將物體A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右勻速運動；同一物體在同一 水平面上，壓力的大小與接觸面的粗糙程度均不變，則摩擦力大小不變，根據(jù)二力平衡條件 可知，水平拉力都等于摩擦力，即 Fi=F2 = f;兩次拉力相等，兩次移動的距離也相同，根據(jù)W= F

21、s可知，拉力做的功相等，即 W= W;兩次拉力相等，vi = 4m/s, V2= 6m/s,由P= Fv可知，兩次拉力的功率 Pi< P207 .【答案】(1)飛機蓄滿水靜止在水面上時排開水的體積為53.5m3;(2)每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率為1.5 X 104VV(3)飛機在水面沿直線勻速滑行時，飛機所受的牽引力為2.5X105N?！窘馕觥?1)因為AG60端滿水后靜止在水面上，所以飛機受到的浮力：F 浮=G=mg=53.5<103kg x 10N/kg=5.35 x 105N,由F浮=水gV排可得，排開水的體積：3V排=F 彳孚/ p 水 g =53.5m ;

22、（ 2）每次投下的水在下落過程中重力做功：5W=Gh=mgh=200kgX 10N/kg x 150m=3< 10 J ,重力做功的平均功率：P=W/t=1.5X 104W（3）飛機發(fā)動機牽引力的總功率始終保持 2.5 X 10加因為P=W/t=Fv，所以，飛機在水面沿直線勻速滑行時，飛機所受的牽引力：F= p 總/v =2.5 X106W /10m/s =2.5 乂 105N。8. 【答案】（1）落地前最后2s 降落傘和重物的總重力的功率為375W；（ 2）剛開始減速時降落傘和重物受到的合外力大小為225N?！窘馕觥浚?）降落傘和重物的總重力：G=mg=7.5kg< 10N/kg

23、=75N;由圖象可知，落地前最后2s 處于勻速直線運動，速度為5m/s，落地前最后2s 降落傘和重物的總重力的功率：P=W/t=Fv=Gv=75N 5m/s=375Vy（ 2） 勻速直線下落時，處于平衡狀態(tài)，所受重力和阻力是一對平衡力，大小相等，即 f=G=75N；又因為f=kv 2，所以f 1=kv12=G=75N，則 k= f 1/v 12=3N?s2/m2；剛開始減速時，降落傘和重物受到的阻力：f 2=kv22=3N?s2/m2x （10m/s） 2=300N;因阻力f2和重力G的方向相反，所以，剛開始減速時降落傘和重物受到的合外力大?。篎=f2- G=300N- 75N=225N9.

24、【答案】（1）機器人行走的平均速度為0.1m/s；（ 2）機器人牽引力做的功為100J；（3）機器人靜止時對水平面的壓強為 1.5 x 104Pa。【解析】（1）機器人行走的平均速度：v=s/t=10m/100s=0.1m/s ；(2)機器人牽引力做的功：W=Fs=1ON10m=100j(3)機器人靜止時對水平面的壓力：F=G=15N受力面積S=1xi03n2,對地面的壓強：p=F/S=1.5 義 104Pa。10 .【答案】(1)整個過程中發(fā)動機做的功為 3.2X106J;(2)汽車的最大速度為20m/s；(3)全程中汽車的平均速度為16m/so【解析】(1)由題意可知，整個過程中發(fā)動機的工

25、作時間：t=15s+25s=40s,由P=W/t可得，整個過程中發(fā)動機做的功：W=Pt=8(X 103W<40s=3.2 X106J；(2)汽車的重力：G=mg=2000kg 10N/kg=2X 104N,由題意和圖象可知，15-40s汽車的速度最大且做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡條件和題意可得，汽車勻速運動時的牽引力： F=f=0.2G=0.2 X2X104N=4000N由P=Fv可得，汽車的最大速度：v最=P/F=20m/s；(3)由v=s/t可得，勻速運動的路程：S2=v最大t2=20m/sX25s=500m由圖象可知，滑行100m用的時間t3=10s,則全程中汽車的平均速度：V =

26、s 總/t 總=(s+ s2+ s 3)/ (t 1+ t 2+ t 3)=(200m+ 500m+ 100m / (15s+ 25s+ 10s ) =16m/s。11 .【答案】(1)轎車行駛的速度大小為12m/s.(2)轎車對路面產(chǎn)生的壓強為2 x 105Pa。(3)牽引力對轎車做功的功率為 7200W.【解析】(1)根據(jù)公式v=s/t ,求出轎車行駛的速度大小。轎車仃駛的速度：=1=丁=""n明”；t lx60i(2)根據(jù)公式G=mg求出轎車的總重力，轎車對地面的壓力等于轎車的總重力，再根據(jù)公式P=F/S,求出轎車對路面產(chǎn)生的壓強 轎車總重力：弓=叫叫乂畫/用=6叩訓(xùn),轎車對路面的壓力：F = G= 6000/7 , 轎車對路面產(chǎn)生的壓強：6叩口用"ICT*2xl